NL8204770A - Vlotter voor gesmolten metaal. - Google Patents

Description

Lx 6099

Vlotter voor gesmolten metaal·

De uitvinding heeft betrekking op een verbeterde vlotter voor het nauwkeurig vaststellen van het peil van een metaalsmelt-oppervlak. Deze vlotter is in het bijzonder geschikt voor smelt-peilregeling bij vertikaal gieten met rechtstreekse afkoeling en 5 vertikaal elektromagnetisch gieten van metalen zoals aluminium, magnesium en legeringen daarvan.

Gieten met rechtstreekse afkoeling omvat in het algemeen het toevoeren van gesmolten metaal aan het toevoereinde van een met water gekoelde buisvormige vorm met open uiteinde, terwijl ge-10 stold of gedeeltelijk gestold metaal aan het afvoereinde van de vorm wordt verwijderd. Een koelmiddel, gewoonlijk water, wordt op de metaaloppervlakken gericht, die aan het afvoereinde de vorm verlaten, welke koelmiddeltoevoer voor het grootste gedeelte de stolling bewerkstelligt. Bij het begin van het gieten, wanneer het ge-15 smolten metaal voor het eerst in de vorm wordt gevoerd, wordt het afvoereinde ervan met een neerwaarts beweegbaar bodemblok afgesloten, welk blok het gietstuk of gietblok bij neerwaartse verplaatsing tijdens het gieten ondersteunt.

Elektromagnetisch gieten komt sterk met de voornoemde 20 wijze van gieten overeen, met uitzondering van het feit, dat in plaats van een vorm voor het beheersen van de vorm van de smelt, alvorens deze is gestold, de vorm van de smelt wordt beheerst door de druk, die door een elektromagnetisch veld wordt opgewekt, welk veld wordt voortgebracht door een ringvormige inductor, die de 25 smelt omringt. Bij het elektromagnetisch gieten wordt nagenoeg de gehele stolling bewerkstelligd door het richten van koelmiddel op het metaaloppervlak aan de uitvoerzijde van deze inductor.

Bet beheersen van het smeltpeil binnen de vormmiddelen, hetzij een vorm of een elektromagnetisch veld, is bij het door-30 lopend vertikaal gieten zeer belangrijk. Voor een nauwkeurige peil-regeling is het zeer gunstig gebleken een vlotter te gebruiken, die werkzaam met een peiltaster is gekoppeld, zoals bijvoorbeeld een lineair werkende verplaatsingsomzetter, die is beschreven in NL-A 82 02 133* Daarbij wordt het van de omzetter afkomstige signaal ge-35 bruikt om de smeltstroom naar de vorm of inductor te regelen, teneinde aldus het smeltpeil te beheersen.

8204770 » * - 2 -

Een nauwkeurige plaatsbepaling van de vlotter is echter moeilijk gebleken als een gevolg van de spreiding in de smelt-meniscus. Wanneer bijvoorbeeld een vlotter in de smelt wordt gedrukt, keert deze dikwijls niet naar dezelfde stand terug, nadat 5 de drukkracht is weggenomen, en de vlotter alleen door de eigen drijfkracht omhoogbeweegt. Vergelijkbare verschijnselen treden op, wanneer de vlotter gedeeltelijk uit de smelt wordt getrokken. Wegens dit onvermogen van de vlotter om steeds naar dezelfde stand terug te keren is een nauwkeurige smeltpeilbeheersing moeilijk, 10 wanneer een vlotter voor het vaststellen van het metaalpeil wordt gebruikt. Dit is echter van bijzonder belang bij elektromagnetisch gieten, aangezien geringe smeltpeilveranderingen de afmetingen van het gietetuk of gietblok, dat wordt gegoten, aanmerkelijk kunnen veranderen. Veranderingen in de oppervlaksspanning van de smelt ten-15 gevolge van veranderingen in de temperatuur, de samenstelling en dergelijke, kunnen dit vraagstuk nog ernstiger maken.

De uitvinding is nu met het oog op deze moeilijkheden ontwikkeld.

De uitvinding heeft betrekking op een verbeterde vlotter 20 voor gesmolten metaal, die, wanneer deze op een smeltoppervlak wordt geplaatst, altijd dezelfde betrekkelijke stand ten opzichte van het smeltoppervlak zal hebben.

Daartoe wordt volgens de uitvinding de vlotter voorzien van een bovenstuk, dat een in hoofdzaak vlak benedenoppervlak heeft, 25 dat op een smeltoppervlak kan komen te rusten, terwijl een beneden-stuk ervan een onderdeel omvat, dat uit het vlakke oppervlaksgedeel-te van het bovenstuk van de vlotter en in de smeltsmassa uitsteekt. Het gedeelte van het in hoofdzaak vlakke oppervlak van het bovenstuk, dat met de smelt in aanraking is, dient tenminste 10 % en bij 50 voorkeur tenminste 25 % van het oppervlaksgedeelte, dat naar het smeltoppervlak is gekeerd, te omvatten. Het in de smelt uitstekende onderdeel verplaatst een hoeveelheid metaal met een gewicht, dat in hoofdzaak gelijk is aan het totale gewicht van de vlotter, vermeerderd met de daarop door koppelonderdelen uitgeoefende krachten.

55 Bij een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de vlotter gebruikt als een afstrijkmiddel, teneinde het insluiten van oxyden en slak in het gegoten metaal te vermijden. In dit geval is de vlotter in hoofdzaak ringvormig van opbouw, zodat bij het binnendringen van smelt in het middengedeelte van de vlotter de oxyden, die zich op 8204770 - 3 - het oppervlak bevinden, of die tijdens het gieten naar het oppervlak opstijgen, door dé vlotter worden tegengehouden. Bij deze uitvoeringsvorm verzekert het in de smelt stekende onderdeel, dat de oxy-den of slak tijdens het gieten niet kunnen ontsnappen. Om dit 5 effect te bereiken, dient het benedenstuk over tenminste 12 mm en bij voorkeur tenminste 25 nu» is de smelt te dringen. Hoewel de vorm van het in de smelt stekende onderdeel niet zeer belangrijk is, blijkt een overmatige onderdompeling in de smelt, bijvoorbeeld 75 mm of meer, niet gewenst te zijn.

10 De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toege licht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig. 1 een afbeelding in perspectief, gedeeltelijk in doorsnede, van een voorkeursvorm van de vlotter volgens de uitvind-ding; 15 fig· 2 een schematische dwarsdoorsnede van de vlotter, aangebracht in een samenstel voor elektromagnetisch gieten; en fig. 3 en b doorsneden van andere uitvoeringsvormen van de vlotter volgens de uitvinding.

In fig. 1 is een voorkeursvorm van de vlotter 10 in pers-20 pectief en gedeeltelijk in doorsnede weergegeven. Deze vlotter omvat een bovenstuk of kraag 11 met een in hoofdzaak vlak beneden-oppervlak 12, en een onderstuk of uitsteeksel 13· De inhoud van het uitsteeksel 13 is gelijk aan de inhoud van het daardoor verplaatste gesmolten metaal, zodat het vlakke oppervlak 12 van de kraag 11 op 25 het metaaloppervlak rust. Het gewicht van het door het onderdeel 13 verplaatste metaal moet gelijk zijn aan het gewicht van de vlotter, vermeerderd met mogelijkerwijs door koppelmiddelen op de vlotter uitgeoefende krachten. De oppervlakte van het vlakke oppervlak 12 moet tenminste 10 % en bij voorkeur tenminste 25 % bedragen van de 30 totale oppervlakte van de vlotter, geprojecteerd op het smeltopper-vlak.

Fig. 2 toont een dergelijke vlotter 10 bij gebruik in een gietsamenstel 20 voor elektromagnetisch gieten, welk samenstel een inductor 21, een watermantel 22, en een vuurvast mondstuk 23 voor 35 het naar het inwendige van de ringvormige inductor 21 voeren van gesmolten metaal omvat. Een bodemblok Zh behoort bij dit samenstel 20, en wordt bij het begin.van het gieten binnen de inductor geplaatst om het gesmolten metaal te ondersteunen, terwijl de elektromagnetisch opgewekte druk op het gesmolten metaal de zijdelingse uitbreiding 8204770 » - if -

J

Tan het metaal beheerst, totdat het metaal in de uiteindelijke vorm is gestold. De inductor 21 is voorzien van een aantal gaten of doorgangen 25» waardoorheen water uit de watermantel tegen het gietstuk of gietblok wordt gericht, dat uit het afvoereinde van de inductor 5 naar buiten treedt. De vlotter 10 is voorzien van stangen 26 en 27» waarmede de vlotter, wanneer niet wordt gegoten, en geen gesmolten metaal binnen de inductor 21 aanwezig is, wordt ondersteund. Bij voorkeur is een van de stangen 26 of 27 verbonden met een niet af-gebeelde lineaire verplaatsingsomzetter of dergelijke, die een sig-10 naai kan afgeven, dat het peil 28 van het gesmolten metaal voorstelt, waarop de vlotter 10 rust. Het signaal van deze omzetter kan worden gebruikt om de smeltstroom vanuit een bron zoals een trog naar het met vuurvast materiaal beklede mondstuk 23 te richten. Hiertoe kan worden verwezen naar de voornoemde oudere aanvrage.

15 In fig. 3 en 4 zijn andere vlotteruitvoeringen afgeheeld, waarbij de onderlinge ligging van de kraag 11 met vlakke bodem en het uitstekende onderdeel 13 in vergelijking met de uitvoeringsvorm i volgens fig. 1 is veranderd.

De vlotter wordt vervaardigd uit een materiaal, waarvan de 20 dichtheid veel kleiner is dan die van het gesmolten metaal, en dat voldoende bestand is tegen het gesmolten metaal en de aanpassende omgeving, teneinde een redelijk lange levensduur te verkrijgen. Geschikte materialen zijn lichte vuurvaste materialen zoals vezelig magnesiumsilicaat, glasvezelschuim, geschuimde vuurvaste stoffen en 25 dergelijke. Een voorkeursmateriaal is vezelig magnesiumsilicaat, dat onder de handelsnaam Marinite wordt verkocht.

Het zal duidelijk zijn, dat binnen het kader van de uitvinding nog vele wijzigingen mogelijk zijn.

8204770

Claims (5)

1 # .,, .. >· - 5 - •«ΙΜΙΜίηΗίηΜΜ^Η 0

1. Vlotter voor gesmolten metaal, bestemd voor het bepalen van een smeltpeil, gekenmerk t door een bovenstuk met een in hoofdzaak vlak benedenoppervlak, dat op het smeltoppervlak kan komen te rusten, en door een benedenstuk, dat beneden het smeltpeil 5 in de smelt kan worden gedompeld, waarbij de oppervlakte van het vlakke benedenoppervlak tenminste 10 % van de oppervlakte van de horizontale projectie van de vlotter bedraagt, terwijl de inhoud van het benedenstuk van de vlotter, dat beneden het smeltpeil in de smelt wordt ondergedompeld, een hoeveelheid gesmolten metaal 10 verplaatst, waarvan het gewicht althans ongeveer gelijk is aan het gewicht van de vlotter, vermeerderd met mogelijke vertikale krachten, die door koppelonderdelen daarop worden uitgeoefend.

2· Vlotter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de oppervlakte van het vlakke gedeelte tenminste 25 % van de totale 15 geprojecteerde oppervlakte omvat.

5. Vlotter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze uit een licht vuurvast materiaal is vervaardigd. k· Vlotter volgens een van de conclusies 1..3,methet kenmerk, dat het benedenstuk ervan over tenminste 12 mm doch 20 minder dan 75 on vanuit het vlakke oppervlak van het bovenstuk in de smelt uitsteekt·

5· Vlotter volgens conclusie Jf, met .het kenme rk, dat het benedenstuk over tenminste 25 mm vanuit het vlakke oppervlak van het bovenstuk uitsteekt. / 25 6. Vlotter volgens een van de conclusies 1..5* met het kenmerk, dat het benedenstuk zodanig ringvormig is uitgevoerd, dat op het smeltoppervlak drijvende verontreinigingen in hoofdzaak binnen dit ringvormige benedenstuk worden vastgehouden. 8204770